專利名稱：用于再制造零件涂層結(jié)合強度檢測儀的傳動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂層檢測設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于再制造零件涂層結(jié)合強度檢測儀的傳動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱噴涂技術(shù)，尤其是超音速等離子噴涂技術(shù)，是制備表面涂層的重要技術(shù)，它賦予了零件表面耐磨性、耐腐蝕、抗氧化、抗疲勞等多種特殊性能，從而達到提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長使用壽命的目的。噴涂粒子以熔融或半熔融形式高速撞擊基體表面產(chǎn)生變形、鑲嵌填補，最終咬合在基體材料表面，形成機械錨合連接，輔以局部的微冶金結(jié)合，只能獲得相對較好的涂層界面結(jié)合強度。由于再制造零件涂層界面存在相當(dāng)程度的組織缺陷，并且服役工程中首先受到外載荷的作用，因此，涂層界面結(jié)合強度的優(yōu)劣就成為決定再制造零件質(zhì)量好壞的重要因素。再制造的工程實踐迫切需要能夠在生產(chǎn)現(xiàn)場對具有各種形狀、各種尺寸的再制造零件的表面涂層結(jié)合強度測量方法。而對于實際的現(xiàn)場測試，測量方法除了要保證測量精度以外，還應(yīng)滿足一些特殊的要求:對基體零件的形狀不太敏感，噴涂零件的形狀可能會多種多樣，一種適用現(xiàn)場測量的方法就應(yīng)該對任何或多數(shù)形狀的噴涂層都可以測定；對基體最好沒有損傷，否則就會在基體表面產(chǎn)生局部破壞，大大減短再制造產(chǎn)品的壽命周期；測量過程應(yīng)簡單便捷，實際的噴涂層會存在不均勻性，需要在不同的位置測量多次，以得到精確的測量結(jié)果，這就要求測量過程容易操作和控制。目前被廣泛應(yīng)用的測量技術(shù)卻難以滿足這些要求，例如，拉伸法只能進行標(biāo)準(zhǔn)試樣的拉伸試驗，不能直接檢測零件，且不適合評價高結(jié)合強度的涂層；剪切法常用于測量較厚涂層與基體的界面剪切強度，其同樣受到基體材料形狀的限制；彎曲法測涂層結(jié)合強度中較為常見的是懸臂梁彎曲、三點彎曲和四點彎曲，這種方法對于形狀較為復(fù)雜的再制造零件表面涂層無能為力；劃痕法近年來得到了廣泛使用，這種方法對試樣的制作沒有嚴(yán)格要求，操作十分方便，但其更適合評價薄膜，并不適合于較厚的噴涂層；動態(tài)測量法對試樣的形狀尺寸的要求更為嚴(yán)格，更加不適合現(xiàn)場評價結(jié)合強度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種用于再制造零件涂層結(jié)合強度檢測儀的傳動系統(tǒng)，可以對用在檢測儀中對再制造零件的表面涂層結(jié)合強度進行檢測，其能保證檢測準(zhǔn)確度且操作方便。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案具體如下:本發(fā)明提供一種用于再制造零件涂層結(jié)合強度檢測儀的傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)包括:驅(qū)動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導(dǎo)軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧；其中，驅(qū)動裝置的動力輸出軸與螺桿一端連接；
螺母活動套設(shè)在螺桿上；螺母前端與拉簧連接；拉簧前端與斜塊連接；螺母和斜塊均設(shè)置在平直的導(dǎo)軌上，能沿導(dǎo)軌直線滑動；斜塊頂部的斜面上設(shè)有V型槽，V型槽中設(shè)置滾珠，V型槽的滾珠上設(shè)有V型槽滑塊，壓頭設(shè)置在V型槽滑塊上，壓頭外套設(shè)有壓簧，壓簧處于壓頭與V型槽滑塊之間。上述傳動系統(tǒng)還包括:外殼，所述的驅(qū)動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導(dǎo)軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧均設(shè)置在外殼內(nèi)，壓頭從外殼前端的側(cè)壁上伸出，外殼尾部設(shè)有提手部件。上述傳動系統(tǒng)中，所述外殼的中間部位設(shè)有定位環(huán)。上述傳動系統(tǒng)中，所述驅(qū)動裝置采用伺服電機。上述傳動系統(tǒng)中，所述壓頭包括:金剛石壓頭或碳化鎢壓頭。上述傳動系統(tǒng)中，所述碳化鶴壓頭為球形，其直徑為3mm、4mm或5mm。上述傳動系統(tǒng)中，所述V型槽設(shè)置在斜決頂部的斜面上的中間部位。上述傳動系統(tǒng)中，所述V型槽滑塊通過滾珠與斜塊頂部的斜面上的V型槽滾動配
入
口 ο上述傳動系統(tǒng)中，所述斜塊和V型槽滑塊的斜面的斜率為1: 15。本發(fā)明的有益效果是:通過驅(qū)動裝置與螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導(dǎo)軌、V型槽滑塊、壓簧配合，可以將驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)矩力轉(zhuǎn)換成垂直的壓力輸出給壓頭，并可通過調(diào)整驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)矩力，來方便調(diào)節(jié)加載至壓頭的壓入加載速度、壓入交變頻率、壓入載荷量級等。用在檢測儀中，方便準(zhǔn)確的檢測再制造零件的涂層結(jié)合強度。該傳動系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的優(yōu)點。


下面給出實施例描述中所需要使用的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的傳動系統(tǒng)的外殼結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的傳動系統(tǒng)的V型槽滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中各標(biāo)號表示的部件名稱為:1_驅(qū)動裝置；2-螺桿；3_螺母；4-導(dǎo)軌；5-拉簧；6-斜塊；7-壓簧；8-壓頭；9-外殼；91_提手部件；10-定位環(huán)；I1-V型槽滑塊；Ill-V型槽。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此為應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明實施例提供的傳動系統(tǒng)，可用于再制造零件涂層結(jié)合強度檢測儀中，如圖1所示，該傳動系統(tǒng)包括:驅(qū)動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導(dǎo)軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧；
其中，驅(qū)動裝置的動力輸出軸與螺桿一端連接；螺母活動套設(shè)在螺桿上；螺母前端與拉簧連接；拉簧前端與斜塊連接；螺母和斜塊均設(shè)置在平直的導(dǎo)軌上，能沿導(dǎo)軌直線滑動；斜塊頂部的斜面上上設(shè)有V型槽，V型槽內(nèi)設(shè)有滾珠，V型槽滑塊通過滾珠設(shè)置在V型槽上，與斜塊頂部的斜面之間形成滾動配合，壓頭設(shè)置于V型槽滑塊上，壓頭外套設(shè)有壓簧，壓簧處于壓頭與V型槽滑塊之間。如圖2所示，上述傳動系統(tǒng)還包括:外殼，所述的驅(qū)動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導(dǎo)軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧均設(shè)置在外殼內(nèi)，壓頭從外殼前端的側(cè)壁上伸出，外殼尾部設(shè)有提手部件。上述傳動系統(tǒng)的外殼的中間部位可設(shè)置定位環(huán)，對該傳動系統(tǒng)起到輔助支撐的作用，保證工作中的穩(wěn)定性。上述傳動系統(tǒng)中的驅(qū)動裝置采用伺服電機，可方便控制其轉(zhuǎn)矩輸出，從而控制壓頭的壓入力。上述傳動系統(tǒng)的壓頭包括:金剛石壓頭或碳化鎢壓頭；碳化鎢壓頭為球形，其直徑為 3mm- 4mm 或 5mm。上述傳動系統(tǒng)中的斜塊頂部的斜面上中間部位設(shè)有V型槽，V型槽內(nèi)設(shè)置滾珠。上述傳動系統(tǒng)中，所述V型槽滑塊通過滾珠與斜塊頂部的斜面的V型槽滾動配合。上述傳動系統(tǒng)中，所述斜塊和V型槽滑塊的斜面的斜率為1: 15。這種結(jié)構(gòu)的傳動系統(tǒng)可將驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為直線運動輸出至斜塊，并由斜塊轉(zhuǎn)化為垂直方向的力傳遞給壓頭，使壓頭能夠產(chǎn)生向下的壓力。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的傳動系統(tǒng)作進一步詳細說明。本發(fā)明實施例的傳動系統(tǒng)可用在再制造零件涂層結(jié)合強度檢測儀中，該傳動系統(tǒng)可作為檢測儀的核心部件，作為檢測儀的壓入加載系統(tǒng)，其功能是將伺服電機的輸出扭矩通過一系列機械運動轉(zhuǎn)換為壓頭垂直壓入涂層試樣表面的驅(qū)動力，該壓頭驅(qū)動機構(gòu)參見圖1，由壓頭，斜塊，拉簧，螺桿和伺服電機等部件組成，工作原理如下:伺服電機轉(zhuǎn)動，帶動螺桿旋轉(zhuǎn)，通過螺母將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動；拉簧一端固定在螺母上，一端固定在斜塊上；在壓頭沒有遇到障礙物(測試材料)時，由于斜塊的楔入，壓頭伸出直到接觸到被測試涂層材料；此時由于阻力增大，在壓頭壓入機體的同時，拉簧不斷伸長，提供的壓力也不斷增大；如果電機停止運動，由拉簧通過斜塊作用在壓頭上產(chǎn)生的壓力與機體阻力平衡，一直保持壓入狀態(tài)，如果電機不做反向運動，將一直保持這種壓入狀態(tài)直到電機復(fù)位實現(xiàn)卸載。其中為了保證螺母，拉簧，斜塊直線運動，螺母和斜塊都固定在直線導(dǎo)軌上；壓頭與斜塊運動方向呈90°布置，小壓簧讓壓頭緊貼在V型槽滑塊上，在卸去壓力時能自動復(fù)位。本發(fā)明的傳動系統(tǒng)中，作為驅(qū)動裝置的伺服電機可采用型號為MHMD 04 2G IU的Panasonic電機，以提供快速的、準(zhǔn)確的、平穩(wěn)的驅(qū)動力。驅(qū)動伺服電機的驅(qū)動器型號可采用與MBDHT2510，直接控制伺服電機的運轉(zhuǎn)與停機?？赏ㄟ^驅(qū)動器控制電機的運行方式(包括正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn)循環(huán)運行)，選取運行的速度，運行的位移，以及正反轉(zhuǎn)的循環(huán)次數(shù)和幅度。滿足設(shè)計所要求的載荷多樣性，針對不同的涂層體系選擇最為適宜的加載方式和載荷量級。本發(fā)明傳動系統(tǒng)中的斜塊與壓頭的運動方向呈90°布置，將軸向力直接轉(zhuǎn)換為壓頭壓入涂層的驅(qū)動力。若斜塊斜面與壓頭的直接接觸進行滑動摩擦，就會出現(xiàn)以下幾個問題:(I)滑動阻力大，滑動摩擦?xí)?dǎo)致軸向力有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)換成阻力，以熱量的形式釋放，這樣就使得加載效率大大降低，并且也使得能量的大量浪費。如果在接觸面添加潤滑月旨，可以有效地降低摩擦阻力，但潤滑脂的添加所進行的設(shè)備裝卸必然會造成試驗效率的降低。(2)零件的磨損大，斜塊與壓頭的純滑動接觸必然會導(dǎo)致零件的大量磨損，造成的材料的浪費。(3)傳動系統(tǒng)的加載過程中出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，要求作為加載系統(tǒng)的傳動系統(tǒng)必須提供平穩(wěn)的、連續(xù)的、及時的驅(qū)動力，若由于斜塊與壓頭接觸面存在的滑動摩擦力必然會導(dǎo)致加載過程出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，這也是加載系統(tǒng)最為致命的問題，直接影響試驗測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。針對以上問題，本發(fā)明在斜塊的斜面中間加工出一個V型槽，并且將壓頭設(shè)置在V型滑塊上，如圖3所示，在V型槽之間放置一排滾珠，使接觸面的滑動摩擦轉(zhuǎn)換成滾動摩擦，杜絕了滑動摩擦所帶來的一系列問題。其中斜塊和V型槽滑塊的斜面的斜率為1: 15。上述傳動系統(tǒng)中，還可以設(shè)置位置傳感器，以檢測確定壓頭的壓入深度和壓入載荷，位置傳感器可采用CH6/E系列直線位移傳感器，精度可達0.5%。(I)檢測壓入深度，在斜塊與端蓋之間安裝位置傳感器，讀取斜塊的軸向位移量，通過斜塊的斜率準(zhǔn)確換算出壓頭的壓入深度，達到壓入深度準(zhǔn)確控制的目的，可實現(xiàn)針對不同厚度的涂層的壓入要求，避免壓入過深導(dǎo)致基體破壞或壓入過淺而無法有效損傷界面；(2)檢測壓入載荷，在拉簧之間(即兩個拉簧座之間)安裝位置傳感器，檢測拉簧的拉伸量，通過拉簧剛度計算出拉簧力，再根據(jù)斜塊1: 15的斜率換算出壓頭壓入被測樣的驅(qū)動力。達到較準(zhǔn)確控制加載力的目的，可實現(xiàn)針對不同力學(xué)性能的涂層(合金、陶瓷或金屬陶瓷)分別設(shè)計壓入載荷。并且可以設(shè)置拉伸量的報警值，為作為驅(qū)動裝置的伺服電機提供過載保護，即將過載時報警并切斷電源。本發(fā)明的傳動系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢:(I)壓入載荷可控，通過控制彈簧的伸長量能夠較準(zhǔn)確控制加載力，可實現(xiàn)針對不同力學(xué)性能的涂層(合金、陶瓷或金屬陶瓷)分別設(shè)計壓入載荷；(2)壓入距離可控，通過控制斜塊的運動量能夠較準(zhǔn)確控制壓入深度，可實現(xiàn)針對不同厚度的涂層的壓入要求，避免壓入過深導(dǎo)致基體破壞或壓入過淺無法有效損傷界面；(3)通過螺桿，斜塊兩級放大，因此對于伺服電機的負荷要求較小，同時拉簧上的位移傳感器可以為伺服電機過載提供保護，即將過載時報警并切斷電源；(4)機械結(jié)構(gòu)簡單，控制方法簡單，只要檢測處理位移量就行。上述僅是本發(fā)明較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限在這些實施例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露技術(shù)范圍內(nèi)，可以想到的變化及替換，都在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明保護范圍以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于再制造零件涂層結(jié)合強度檢測儀的傳動系統(tǒng)，其特征在于，該傳動系統(tǒng)包括: 驅(qū)動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導(dǎo)軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧；其中， 驅(qū)動裝置的動力輸出軸與螺桿一端連接； 螺母活動套設(shè)在螺桿上； 螺母前端與拉簧連接； 拉簧前端與斜塊連接； 螺母和斜塊均設(shè)置在平直的導(dǎo)軌上，能沿導(dǎo)軌直線滑動； 斜塊頂部的斜面上設(shè)有V型槽，V型槽中設(shè)置滾珠，V型槽的滾珠上設(shè)有V型槽滑塊，壓頭設(shè)置在V型槽滑塊上，壓頭外套設(shè)有壓簧，壓簧處于壓頭與V型槽滑塊之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動系統(tǒng)還包括: 外殼，所述的驅(qū)動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導(dǎo)軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧均設(shè)置在外殼內(nèi)，壓頭從外殼前端的側(cè)壁上伸出，外殼尾部設(shè)有提手部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述外殼的中間部位設(shè)有定位環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置采用伺服電機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述壓頭包括: 金剛石壓頭或碳化鎢壓頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述碳化鎢壓頭為球形，其直徑為3mm>4mm 或 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述V型槽設(shè)置在斜塊頂部的斜面上的中間部位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述V型槽滑塊通過滾珠與斜塊頂部的斜面上的V型槽滾動配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述斜塊和V型槽滑塊的斜面的斜率為 1: 15。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于再制造零件涂層結(jié)合強度檢測儀的傳動系統(tǒng)，屬于檢測設(shè)備領(lǐng)域。該傳動系統(tǒng)包括驅(qū)動裝置、螺桿、螺母、拉簧、斜塊、導(dǎo)軌、V型槽滑塊、壓頭和壓簧；其中，驅(qū)動裝置的動力輸出軸與螺桿一端連接；螺母活動套設(shè)在螺桿上；螺母前端與拉簧連接；拉簧前端與斜塊連接；螺母和斜塊均設(shè)置在平直的導(dǎo)軌上，能沿導(dǎo)軌直線滑動；斜塊頂部的斜面上設(shè)有V型槽，V型槽中設(shè)置滾珠，V型槽的滾珠上設(shè)有V型槽滑塊，壓頭設(shè)置在V型槽滑塊上，壓頭外套設(shè)有壓簧，壓簧處于壓頭與V型槽滑塊之間。該傳動系統(tǒng)用在檢測儀中，方便準(zhǔn)確的檢測再制造零件的涂層結(jié)合強度。該傳動系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的優(yōu)點。
文檔編號F16H37/02GK103195895SQ201210002669
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者徐濱士, 王海斗, 宋亞南, 樸鐘宇 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院